紅層特點(diǎn)簡(jiǎn)介

1、紅層特點(diǎn)簡(jiǎn)介紅層概念紅層為紅色的陸相碎屑沉積物，形成于古盆地和湖泊環(huán)境，主要形成于相對(duì)炎熱、干燥的地質(zhì)時(shí)期。紅層巖石組成多為砂巖和礫巖，并夾粉砂巖、頁(yè)巖、泥巖、灰?guī)r、石膏及巖鹽等，紅層的沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造具有一定的規(guī)律性。紅層是地殼演化到一定歷史階段的產(chǎn)物，它不只是中新生代的產(chǎn)物，在古生代也有紅層發(fā)育與分布。中國(guó)的紅層主要分布在西南、華南、華中及西北的廣大地區(qū)。由于各地區(qū)地層受巖性、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候條件和時(shí)間因素的不同，使的紅層上發(fā)育了多種地貌，如方山、丘陵、高原、丹霞地貌等。紅層地貌與丹霞地貌應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)。紅層地界定曾昭璇等（1980）認(rèn)為“紅層是從中生代，特別是從侏羅紀(jì)到早第三紀(jì)的陸相紅色巖系

2、”，是丹霞地貌發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。彭華（1994）對(duì)紅層提出了一個(gè)界定依據(jù)，（1）顏色是偏紅色調(diào)；（2）是陸相沉積環(huán)境，2000年提出放寬到局部的海陸過(guò)渡相；（3）是碎屑沉積。因此認(rèn)為，紅層是一種紅色的陸相碎屑巖系。關(guān)于它的沉積時(shí)代，沒(méi)有必要在定義中加以限制，因?yàn)樵谥猩郧昂屯淼谌o(jì)也有紅層堆積；在上述三個(gè)依據(jù)中，操作上可以允許有一定的鑒別空間：由于沉積環(huán)境的差異和后期地質(zhì)作用的改造，紅層的顏色可能變化于棕黃、褐黃、紫紅、褐紅、灰紫等偏紅色調(diào)；紅層是一種巖性復(fù)雜的陸相沉積，這與相對(duì)均質(zhì)、致密的海相沉積有著很大的差別，但應(yīng)該允許有過(guò)渡相和交互相夾層；說(shuō)紅層是碎屑巖系主要用以區(qū)別陸相化學(xué)沉積和生物沉

3、積。紅層的特征2.1紅層的沉積環(huán)境紅層的巖性、結(jié)構(gòu)、沉積相和古生物化石（包括植物孢粉）等各種地層研究成果顯示，紅層是一種典型的陸相沉積。紅層中所含的可溶性鹽較多，丹霞山、崀山砂巖樣中A12O3、CaO、Fe2O3、K2O、Na2O的含量均超過(guò)砂巖的克拉克值，（彭華，1992；吳起俊，1994；肖自心等，1998）；許多盆地相紅層中都夾有膏鹽層，粵北南雄群紅色泥巖、皖南休寧盆地紅層、川南、甘肅等地的紅層中都夾有多層的含石膏層（彭華，1992；黃可光，1998；羅成德，1998）。故而認(rèn)為大部分紅層堆積在封閉的、相對(duì)干燥的內(nèi)流盆地環(huán)境中。而在盆地堆積的后期，隨著盆地抬升、湖水外瀉而淡化，紅層中沒(méi)有

4、鹽沉積，但仍處于相對(duì)封閉的內(nèi)陸環(huán)境，在淡化的盆地中沉積的紅層往往比鹽化的湖盆中沉積的紅層要堅(jiān)硬一些。2.2紅層的物質(zhì)組成根據(jù)目前國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究，紅層碎屑的顆粒組成差異很大，有洪積泥礫、短促河床礫石層、河床相沙礫、較長(zhǎng)途搬運(yùn)的具有沙波結(jié)構(gòu)的河床砂、河流三角洲前緣相的砂質(zhì)層和以泥質(zhì)為主的湖盆相粉砂質(zhì)或淤泥質(zhì)沉積等。四川盆地西北部的古山前拗陷中的紅層巨礫可達(dá)數(shù)十厘米（羅成德，1996）24，而許多紅層盆地中部多由泥質(zhì)巖構(gòu)成。碎屑的礫石組成一般與其外圍山地的物源一致，巖屑、礫屑是其外圍物源地巖石碎屑的混合。其砂質(zhì)主要是石英，含部分長(zhǎng)石；膠結(jié)物以泥、砂為主，化學(xué)膠結(jié)物主要為硅質(zhì)、鈣質(zhì)和鐵質(zhì)。湖南崀山的碳

5、酸鈣含量隨外圍接觸地層的不同而有很大差別，在接觸碳酸巖源地的地方，碳酸鈣含量可達(dá)25%以上（肖自心等，1998）。2.3紅層顏色前已述及，紅層是一種偏紅色的陸相碎屑堆積，這是之所以稱(chēng)為紅層的主要標(biāo)志。但是，在一套紅色巖系中，不論是垂直方向還是水平方向，都不可能保持沉積環(huán)境在時(shí)間和空間上的完全一致。加上在成巖過(guò)程中的物理化學(xué)變化和隆起后各種環(huán)境因素等后期影響，其顏色也可能再發(fā)生一些變化。因此，各地紅層的顏色在色度和純度上有較大的差別；同一套紅色巖系中上下的顏色也可能存在較大的差別，有時(shí)可能含有多層的非紅色夾層。只要在一個(gè)沉積單元的一套碎屑巖系的總體色調(diào)呈現(xiàn)偏紅色，我們則沒(méi)有必要因?yàn)槠浜幸恍┓羌t

6、色夾層而把它排斥在紅層之外。2.4紅層的巖性、巖層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造紅層基本上由陸相碎屑組成，包括角礫巖、礫巖、砂礫巖、砂巖和細(xì)粒碎屑巖（含粉砂巖）。此外，時(shí)有更細(xì)顆粒的泥質(zhì)巖、化學(xué)成因（如泥灰?guī)r、白云巖、石膏等）和生物成因（如泥炭或生物碎屑等）的巖層夾雜其中。如甘肅的臨夏組（N21）綜合剖面中，磚紅色粉砂巖、粘土巖互層，夾石膏及薄層灰?guī)r。有時(shí)，紅層中還夾有火山巖，如甘肅夏河縣紅色碎屑巖中夾有暗灰綠色玄武安山巖、暗紫紅色厚層塊狀安山玄武巖等（黃可光1998）。廣東三水盆地始新統(tǒng)紅層華涌組西樵山段剖面中，就夾有灰綠色凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、粗面巖、玄武巖、凝灰質(zhì)砂礫巖、流紋斑巖、雜色泥巖夾薄層灰?guī)r與泥灰?guī)r等

7、（張顯球，1993）。此外，紅層還可能包含風(fēng)成沉積，如四川盆地南部白堊紀(jì)處于內(nèi)陸極其干燥的熱帶氣候條件下，沉積了下白堊統(tǒng)窩頭山組（Klw）與打兒凼組（Kid）風(fēng)成紅色砂巖相夾間歇河流紅色砂、礫、泥巖相的巨厚地層。砂質(zhì)成熟度較高，多石英顆粒，雜質(zhì)較少，磨園度中等|,不等粒結(jié)構(gòu)，偶含風(fēng)棱石，具有風(fēng)成沉積的突出特征。晚白堊世，四川盆地南部氣候仍持續(xù)干旱，沉積相為河湖相的紅色砂、泥巖。其薄至厚層、塊狀砂巖與泥巖常為互層。窩頭山組上覆的三合組（K2s）的泥巖干裂極發(fā)育（羅成德，1998）。紅層一般發(fā)育在內(nèi)陸盆地和湖泊環(huán)境，所以其沉積特征在粒度上呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，紅層盆地邊緣往往堆積巨厚的洪積相混雜泥礫，

8、往中心漸變?yōu)楹?、沖積礫巖、砂礫巖、砂巖與河、湖積細(xì)砂、粉沙巖或泥質(zhì)巖。但在垂直剖面上，盆地外圍的洪積扇前緣粗碎屑堆積區(qū)，巖石粒級(jí)的變化很大，常常表現(xiàn)為互層狀。即礫巖、砂礫巖交互成層，夾砂巖；或砂礫巖、砂巖為主夾礫巖或夾薄層粉砂巖、泥質(zhì)巖。而接近湖盆中心的細(xì)碎屑堆積區(qū)，巖性的垂直變化一般較小。相對(duì)說(shuō)來(lái)，河流淡水沉積、泥砂膠結(jié)或硅質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的礫巖和砂礫巖比較堅(jiān)硬；而盆地中心沉積的粉砂巖、泥質(zhì)巖所含的可溶性物質(zhì)較多，透水性較差、含水較多因而比較軟弱。例如，丹霞山砂巖、礫巖在水飽和時(shí)的抗壓強(qiáng)度為441-546kg/cm2,而泥質(zhì)砂巖僅為300kg/cm2（黃進(jìn)，1993）。根據(jù)目前的研究，大部分丹霞

9、地貌發(fā)育在相對(duì)堅(jiān)硬的礫巖、砂礫巖、砂巖的地層組合上，而相對(duì)軟弱的粉砂質(zhì)和泥質(zhì)巖多發(fā)育紅層丘陵，只有在河流凹岸或質(zhì)地稍堅(jiān)硬時(shí)才形成尺度不大的紅色陡崖坡。大部分的粗碎屑紅層以厚層或巨厚層甚至塊狀構(gòu)造為主；接近盆地中心的湖積相或河漫灘相細(xì)碎屑紅層一般以薄層構(gòu)造為主；而介于兩者之間的河床相和三角洲相堆積則較為復(fù)雜，比較穩(wěn)定的較大河流在河床側(cè)向擺動(dòng)過(guò)程中，可能會(huì)形成厚層或巨厚層砂質(zhì)堆積，同時(shí)在邊灘發(fā)育或河底沙波移動(dòng)過(guò)程中，在沉積層內(nèi)的細(xì)層或紋層形成斜層理；另一種情況可能是在入湖三角洲推進(jìn)過(guò)程中，在同一砂巖層內(nèi)，發(fā)育斜層理或交錯(cuò)層理。丹霞山錦石巖段和白寨頂段有8-20m巨厚層不等粒石英砂巖和長(zhǎng)石石英砂巖，

10、均具有大型板狀交錯(cuò)層理。其中錦石巖段厚層砂巖的交錯(cuò)層產(chǎn)狀如表表丹霞山組錦石巖段砂巖若干交錯(cuò)層理產(chǎn)狀地點(diǎn)傾向傾角錦石巖NE15-3130-31錦江石牛戲水石壁SW19440-55海螺墩西側(cè)江邊NE28-3025-31細(xì)美寨北陡崖SE13527獅子巖SE135；NE25-4028；25-32據(jù)吳起俊資料編制，1994據(jù)羅成德研究，四川盆地南部白堊統(tǒng)窩頭山組(K1w)與打兒凼組(K1d)的巨型斜層理十分發(fā)育。層系厚35m,有時(shí)可達(dá)數(shù)十米。細(xì)層層理傾角一般大于30,個(gè)別40以上，呈多向傾斜。除了盆地中心常年積水的湖盆外，沉積表面常常會(huì)受到各種外部因素干擾，特別是暫時(shí)性流水的沖刷與堆積的差異，造成了下一次沉積